專利名稱：具有高速率及低缺陷率的硅拋光組合物的制作方法
具有高速率及低缺陷率的硅拋光組合物
背景技術：
用于電子器件中的硅晶片典型地由單晶硅錠制備，首先使用金剛石鋸將單晶硅錠切成薄晶片，然后，經研磨以除去由鋸切過程產生的表面瑕疵。此后，硅晶片典型地需要最終拋光步驟以提供具有極低表面粗糙度的表面，然后，硅晶片適合用于電子器件中。目前用于實施硅晶片最終拋光的方法經常采用這樣的拋光組合物，該拋光組合物包含在水性載體中的作為研磨劑的ニ氧化硅并進一歩含有作為拋光加速劑(rateenhancer)的添加劑如胺或季銨鹽。用于硅晶片的常規(guī)拋光組合物通常需要超過10分鐘的拋光以移除10-20微米的ニ氧化硅。希望可用于更快地拋光硅以改善產量并更有效地利用生產能力的拋光組合物。在硅漿料中使用胺來提高移除速率是公知的。然而，胺在拋光漿料中的使用伴隨著基板上的顆粒缺陷和霧度的提高。此外，考慮到對于環(huán)境的關注(例如廢水處理法規(guī))，胺添加劑的使用是不合乎期望的。因此，本領域需要展現(xiàn)出高移除速率、低顆粒缺陷及低霧度的改善的化學機械拋光組合物。

發(fā)明內容
本發(fā)明提供化學機械拋光組合物，其包含研磨劑、速率促進劑(rateaccelerator)、多糖、堿、任選的表面活性劑和/或聚合物、任選的還原劑及水。具體地說，本發(fā)明提供化學機械拋光組合物，其包含:(a) ニ氧化硅，(b) 一種或多種有機羧酸或其鹽，(C)選自羥烷基纖維素、角叉菜膠及黃原膠的ー種或多種多糖，(d) —種或多種堿，(e)任選的ー種或多種表面活性劑和/`或聚合物，(f)任選的ー種或多種還原齊U，(g)任選的ー種或多種殺生物劑及(h)水，其中該拋光組合物具有堿性pH。根據(jù)本發(fā)明的化學機械拋光組合物合意地展現(xiàn)出高移除速率、低顆粒缺陷率及低霧度。此外，根據(jù)本發(fā)明的拋光組合物的至少ー些實施方案具有低固含量，因而具有相對低的成本。本發(fā)明進一歩提供使用本發(fā)明化學機械拋光組合物來化學機械拋光基板的方法。典型地，該基板包含硅。
具體實施例方式本發(fā)明提供化學機械拋光組合物及化學機械拋光基板(如硅晶片)的方法，其中，該拋光組合物包含一種或多種多糖及一種或多種速率促進劑。申請人已發(fā)現(xiàn)，常規(guī)的胺速率促進劑導致經拋光的基板中的提高的顆粒缺陷及提高的霧度。在實施方案中，該化學機械拋光組合物包含以下物質、基本上由以下物質組成、或者由以下物質組成:(a) ニ氧化硅，(b) —種或多種有機羧酸或其鹽，(C)選自羥烷基纖維素、角叉菜膠及黃原膠的ー種或多種多糖，(d) —種或多種堿，(e)任選的ー種或多種表面活性劑和/或聚合物，(f)任選的ー種或多種還原劑，(g)任選的ー種或多種殺生物劑及(h)水，其中該有機羧酸選自ニ羧酸、氨基酸、羥基酸、經氨基-羧基取代的吡嗪化合物及經氨基-羧基取代的三唑化合物，且其中該拋光組合物具有堿性pH。 當根據(jù)本發(fā)明的方法拋光基板時，本發(fā)明的拋光組合物合意地展現(xiàn)出高的可移除速率。例如，當根據(jù)本發(fā)明的實施方案拋光硅晶片時，該拋光組合物合意地展現(xiàn)出500A/分鐘或更高、優(yōu)選700人/分鐘或更高、且更優(yōu)選1000A /分鐘或更高的移除速率。此外，當拋光基板時，本發(fā)明的拋光組合物合意地展現(xiàn)出經適宜的技術測定的低顆粒缺陷。在使用本發(fā)明拋光組合物拋光的基板上的顆粒缺陷可通過任何適宜的技術測定。例如，可采用激光散射技術(如暗視場垂直復合光束(dark field normal beamcomposite, DCN)及暗視場斜角復合光束(dark field oblique beam composite, DC0))測定經拋光的基板上的顆粒缺陷。使用本發(fā)明拋光組合物拋光的基板(尤其是硅)期望地具有4000或更低，例如，3500或更低、3000或更低、2500或更低、2000或更低、1500或更低、或1000或更低的DCN計數(shù)值。可選擇地，或者，另外地，使用本發(fā)明拋光組合物拋光的基板(尤其是硅)期望地具有2000或更低，例如，1500或更低、1000或更低、或500或更低的DCO計數(shù)值。當拋光基板時，本發(fā)明的拋光組合物合意地展現(xiàn)出經適宜的技術測定的低霧度。例如，可采用來自激光散射技術的暗視場、窄接收(narrow acceptance)、垂直入射光束(DNN)測量法測量經拋光的基板上的霧度。使用本發(fā)明拋光組合物拋光的基板(尤其是硅)合意地具有0.2ppm或更低、更優(yōu)選0.1ppm或更低、且最優(yōu)選0.05ppm或更低的霧度(DNN測量結果)。期望地，該化學機械拋光組合物基本上由以下物質組成:(a) ニ氧化硅；(b)選自如下的ー種或多種有機羧酸或其鹽:
(i)下式的ニ羧酸:
權利要求
1.學機械拋光組合物，其基本上由以下物質組成: (a)ニ氧化硅， (b)選自如下的ー種或多種有機羧酸、其鹽或水合物: (i)下式的ニ羧酸:
2.權利要求1的拋光組合物，其中該ニ氧化硅以該拋光組合物的0.001重量％-20重量％的量存在。
3.權利要求2的拋光組合物，其中該ニ氧化硅以該拋光組合物的0.05重量％-10重量％的量存在。
4.權利要求1的拋光組合物，其中所述ー種或多種有機羧酸以該拋光組合物的0.0005重量％_2重量％的總量存在。
5.權利要求1的拋光組合物，其中該ニ羧酸選自丙ニ酸、甲基丙ニ酸、ニ甲基丙ニ酸、丁基丙ニ酸、馬來酸、內消旋草酸鈉單水合物、酒石酸、蘋果酸、草酸、以及它們的混合物。
6.權利要求5的拋光組合物，其中該ニ羧酸為丙ニ酸。
7.權利要求1的拋光組合物，其中該氨基酸選自甘氨酸、絲氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、賴氨酸、N-ニ(羥こ基)甘氨酸、次氨基三こ酸、2-哌啶酸、吡啶甲酸及脯氨酸。
8.權利要求1的拋光組合物，其中至少ー種有機羧酸為經羧基取代的吡嗪化合物。
9.權利要求8的拋光組合物，其中該經羧基取代的吡嗪化合物為3-氨基吡嗪-2-羧 酸。
10.權利要求1的拋光組合物，其中該經羧基取代的三唑化合物為3-氨基-1，2，4-三唑-5-羧酸。
11.權利要求1的拋光組合物，其中該芳族羥基酸選自沒食子酸、4-羥基苯甲酸、水楊酸、2，4- ニ羥基苯甲酸、2，3- ニ羥基苯甲酸及3，4- ニ羥基苯甲酸。
12.權利要求1的拋光組合物，其中至少ー種多糖為羥基こ基纖維素。
13.權利要求12的拋光組合物，其中該羥基こ基纖維素的平均分子量為300，000g/mol或更低。
14.權利要求13的拋光組合物，其中該羥基こ基纖維素的平均分子量為10，OOOg/mol-100, 000g/molo
15.權利要求1的拋光組合物，其中所述pH為8-12。
16.權利要求15的拋光組合物，其中所述pH為9-11。
17.權利要求1的拋光組合物，其中ー種或多種表面活性劑和/或聚合物存在于該拋光組合物中。
18.權利要求17的拋光組合物，其中至少ー種表面活性劑為非離子型表面活性剤。
19.權利要求18的拋光組合物，其中該表面活性劑為炔ニ醇表面活性劑或疏水化的聚こニ醇。
20.權利要求17的拋光組合物，其中該ー種或多種聚合物為聚こニ醇聚氨酯或水溶性的丙烯酸類物質。
21.權利要求1的拋光組合物，其中該還原劑為焦亞硫酸鉀。
22.學機械拋光基板的方法，包括: (i)使基板與拋光墊及權利要求1-21中任ー項的化學機械拋光組合物接觸； (ii)使該拋光墊相對于該基板移動，其中該化學機械拋光組合物位于其間，及 (iii)磨除該基板的至少一部分以拋光該基板。
23.權利要求22的方法,其中該基板包含娃,且磨除一部分所述娃以拋光該基板。
全文摘要
本發(fā)明涉及化學機械拋光組合物，其包含二氧化硅、一種或多種有機羧酸或其鹽、一種或多種多糖、一種或多種堿、任選的一種或多種表面活性劑和/或聚合物、任選的一種或多種還原劑、任選的一種或多種殺生物劑及水，其中該拋光組合物具有堿性pH。該拋光組合物展現(xiàn)出高移除速率及低顆粒缺陷及低霧度。本發(fā)明進一步涉及使用本文所述的拋光組合物來化學機械拋光基板的方法。
文檔編號H01L21/304GK103097486SQ201180042324
公開日2013年5月8日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權日2010年9月2日
發(fā)明者M.懷特, R.羅米恩, B.賴斯, J.吉蘭德, L.瓊斯 申請人:嘉柏微電子材料股份公司